DE202021104168U1

DE202021104168U1 - Sensorsystem zum Tragen am menschlichen Körper eines Patienten zur automatischen Detektion eines Kreislaufstillstandes

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Publication number: DE202021104168U1
Application number: DE202021104168.4U
Authority: DE
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Priority date: 2021-08-04
Filing date: 2021-08-04
Publication date: 2021-08-11
Anticipated expiration: 2031-08-05
Also published as: WO2023012265A1

Abstract

Sensorsystem (0) zum Tragen am menschlichen Körper eines Patienten zur automatischen Detektion eines Kreislaufstillstandes, umfassend zumindest ein Befestigungselement (1), an dem
- zumindest ein Atmungs-Sensor (24), zum Erfassen zumindest eines spezifischen Messparameters der Atmung des Patienten; und
- zumindest ein Herz-Kreislauf-Sensor (25), zum Erfassen zumindest eines spezifischen Messparameters des Herz-Kreislaufs des Patienten; und
- zumindest ein Blutdruck-Sensor (41), zum Erfassen zumindest eines spezifischen Messparameters des Blutdrucks des Patienten angeordnet ist, wobei alle Sensoren (24, 25, 41) derart ausgebildet sind, um kontinuierlich Messdaten zu erfassen und an eine Recheneinheit (6) zur Verarbeitung der Messdaten für die Detektion eines Kreislaufstillstandes des Patienten zu übermitteln, und weiterhin umfassend eine Kommunikationsschnittstelle (7) zum Übertragen von Daten an ein Empfangsgerät, und weiterhin umfassend eine Stromquelle (5) für die Sensoren (24, 25, 41), die Recheneinheit (6) und die Kommunikationsschnittstelle (7).

Description

Die Erfindung umfasst ein Sensorsystem zum Tragen am menschlichen Körper eines Patienten zur automatischen Detektion eines Kreislaufstillstandes gemäß dem unabhängigen Anspruch. Ein Patient im Sinne der Erfindung umfasst Menschen mit und ohne Vorerkrankungen. Insbesondere schließt dies Patienten ein, bei denen Vorerkrankungen unbekannt sind.
Der Kreislaufstillstand ist eine der häufigsten Todesursachen. Einer der wichtigsten Faktoren, welche die Überlebenschance des Patienten beeinflussen, ist die Zeitspanne zwischen Eintritt des Kreislaufstillstands und dem Beginn einer effektiven Reanimation. Deswegen ist eine möglichst frühe Erkennung von Kreislaufstillständen und dadurch ermöglichte frühe Alarmierung der Rettungskräfte sowie der Laienhelfer von höchster Wichtigkeit in der Notfallmedizin.
Im Stand der Technik sind Sensorsysteme zum dauerhaften Tragen am Patienten bekannt, welche eine automatische Detektion des Kreislaufstillstands mit Hilfe von durch Sensoren bereitgestellte Daten ermöglichen. Manche Geräte sind dabei derart ausgebildet, um bei einer Detektion eines Kreislaufstillstandes einen automatischen Notruf an Rettungskräfte zu übermitteln.
Gängige Sensorsysteme aus dem Stand der Technik basieren auf der Detektion nur eines einzigen spezifischen Messparameters des Kreislaufsystems des Patienten. Beispielsweise sind Sensorsysteme bekannt, welche akut lebensbedrohliche Herzrhythmusstörungen, wie Kammerflimmern oder ventrikulären Tachykardien detektieren können. Diese Sensorsysteme haben jedoch den Nachteil, dass sie Kreislaufstillstände dann nicht erkennen können, wenn diese den einen spezifischen Messparameter nicht hervorrufen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Sensorsystem zum Tragen am menschlichen Körper eines Patienten zur Detektion eines Kreislaufstillstandes bereitzustellen, welches die Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet und insbesondere eine erhöhte Sensitivität und Spezifität für die Detektion von Kreislaufstillständen aufweist.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Erfindung gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst, welcher insbesondere ein Sensorsystem zum Tragen am menschlichen Körper eines Patienten mit zumindest einem Atmungs-Sensor und zumindest einem Herz-Kreislauf-Sensor und zumindest einem Blutdruck-Sensor bereitstellt.
Die Erfindung umfasst ein Sensorsystem zum Tragen am menschlichen Körper eines Patienten zur automatischen Detektion eines Kreislaufstillstandes, umfassend zumindest ein Befestigungselement, an dem zumindest ein Atmungs-Sensor, zum Erfassen zumindest eines spezifischen Messparameters der Atmung des Patienten und zumindest ein Herz-Kreislauf-Sensor, zum Erfassen zumindest eines spezifischen Messparameters des Herz-Kreislaufs des Patienten und zumindest ein Blutdruck-Sensor, zum Erfassen zumindest eines spezifischen Messparameters des Blutdrucks des Patienten angeordnet ist. Dabei sind alle Sensoren derart ausgebildet, um kontinuierlich Messdaten zu erfassen und an eine Recheneinheit zur Verarbeitung der Messdaten für die Detektion eines Kreislaufstillstandes des Patienten zu übermitteln. Weiterhin umfasst das Sensorsystem eine Kommunikationsschnittstelle zum Übertragen von Daten an ein Empfangsgerät. Weiterhin umfasst das Sensorsystem eine Stromquelle für die Sensoren, die Recheneinheit und die Kommunikationsschnittstelle. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, ein Sensorsystem mit verschiedenen Sensoren bereitzustellen, welches es ermöglicht mehrere verschiedene spezifische Messparameter für einen Kreislaufstillstand gleichzeitig zu messen und für die Indikation eines Kreislaufstillstands zu nutzen.
Das Befestigungselement kann dabei zum Beispiel ein Gurt, ein Armband, eine Uhr, eine Kette oder ein textiles Kleidungsstück sein, welches am Körper des Patienten angeordnet ist. Alle Sensoren können in definierten zeitlichen Abständen Messdaten messen und an eine Recheneinheit übermitteln. Hierdurch erfolgt eine kontinuierliche Überwachung der Vitalparameter des Patienten, insbesondere der Atmung, des Herz-Kreislaufs und des Blutdrucks.
Die Bereitstellung der Kombination von zumindest einem Atmungs-Sensor, zumindest einem Herz-Kreislauf-Sensor und zumindest einem Blutdruck-Sensor ermöglicht es, dass durch die Erfindung spezifische Messparameter sowohl der Atmung, als auch des Herz-Kreislaufs, als auch des Blutdrucks des Patienten erfasst werden und an die Recheneinheit zur Verarbeitung der Messdaten übermittelt werden. Die Recheneinheit ist dabei derart ausgebildet, um die Messdaten zu verarbeiten und für die Detektion eines Kreislaufstillstandes des Patienten zu nutzen. Hierin ist der Erfindungsgedanke verwirklicht, dass durch das erfindungsgemäße Sensorsystem mehrere verschiedene spezifische Messparameter für einen Kreislaufstillstand gemessen werden und für die Indikation eines Kreislaufstillstands genutzt werden. Insbesondere ermöglicht die Erfindung für die Detektion eines Kreislaufstillstandes des Patienten Messparameter der Atmung des Patienten zu berücksichtigen. Dies stützt sich auf der Erkenntnis, dass ein Kreislaufstillstand oft unmittelbar mit einer Störung der Atmung in Form eines Atemstillstandes oder einer Schnappatmung einhergeht und so die frühzeitigere Detektion eines Kreislaufstillstandes ermöglicht.
Zudem kann das Sensorsystem einen Bewegungssensor umfassen, welcher derart ausgebildet ist, um die Bewegung des Patienten bzw. das Fehlen einer Bewegung bei einem Kreislaufstillstand zu erfassen. Dabei kann der Bewegungssensor ein Gyro- und/oder Beschleunigungssensors sein.
Nach einem bevorzugten Aspekt ist der zumindest eine Atmungs-Sensor derart ausgebildet ist, um

- durch eine Impedanzmessung, und/oder
- durch eine Akustikmessung, und/oder
- durch eine Beschleunigungsmessung, und/oder
- durch eine Magnetfeldmessung, und/oder
- durch eine Dehnungsmessung (Längen- oder Kraftänderung), und/oder
- durch eine Elektroneurografie-Messung, und/oder
- durch eine Elektromyografie-Messung, und/oder
- durch eine Laufzeitmessung und/oder
- durch Veränderungen der Grundlinie der Herzstromkurve (Echokardiogramm-Baseline-Shift) und/oder
- durch atmungsabhängige Veränderungen der Herzfrequenz (respiratorische Arrhythmie)

Um durch Impedanzmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen, kann der Atmungs-Sensor Elektroden umfassen, welche durch das Tragen am menschlichen Körper des Patienten derart angebracht sind, um eine durch das Ein- und Ausatmen des Patienten bewirkte Veränderungen der elektrischen Impedanz des Brustkorbs des Patienten zu detektieren. Hierdurch lassen sich die Brustkorbbewegung und die Atmung des Patienten durch Impedanzmessung erfassen.
Um durch Akustikmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen, kann der Atmungs-Sensor Mikrofone umfassen, welche Atemgeräusche des Patienten erfassen. Hierdurch können Veränderung der Atmung sowohl quantitativ als auch qualitativ erfasst werden. Die Akustikmessung ermöglicht somit die Bestimmung der Atemfrequenz und des Atemstillstands.
Um durch Beschleunigungsmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen, kann der Atmungs-Sensor beispielsweise als piezoelektrischer Beschleunigungssensor ausgebildet sein, welcher in der Nähe des Brustkorbs des Patienten angebracht ist. Die Ausdehnung und Bewegung des Brustkorbs bei einer Atmung des Patienten kann so durch den Beschleunigungssensor erfasst werden. Ein Atemstillstand oder arrhythmische Veränderungen der Atmung können so detektiert werden.
Um durch Magnetfeldmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen, kann der Atmungs-Sensor zumindest einen Hall-Sensor und zumindest einen Magneten umfassen, welche in der Nähe des Brustkorbs, insbesondere auf gegenüberliegenden Seiten des Brustkorbs, angeordnet sind. Durch die Atembewegungen kommt es zu relativen Änderungen der Position des zumindest einen Magneten in Bezug zum zumindest einen Hall-Sensor. Damit können die Bewegungen des Brustkorbes erfasst werden.
Um durch Dehnungsmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen, kann der Atmungs-Sensor an einem Brustgurt angeordnet sein, welcher die Veränderung des Brustumfangs durch Längenänderungen und/oder Kraftänderungen erfasst.
Um durch eine Elektroneurografie-Messung und/oder durch Elektromyografie-Messung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen, kann der Atmungs-Sensor derart ausgebildet sein, um ein Elektroneurogramm und/oder Elektromyogramm zu erfassen und so die Atemaktivität zu erfassen. Die Erfassung der elektrischen Muskelaktivität in Form eines Elektromyogramms erfolgt bevorzugt an der Zwischenrippenmuskulatur oder am Zwerchfell.
Um durch eine Laufzeitmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen, kann der Atmungs-Sensor einen Emitter für ein elektrisches oder akustisches Signal und einen Receiver für die Detektion des emittierten elektrischen oder akustischen Signals umfassen. Emitter und Receiver können an gegenüberliegenden Seiten des Brustkorbs angeordnet sein, um über eine Messung der Laufzeit des elektrischen oder akustischen Signals durch den Brustkorb die Atemaktivität dadurch zu erfassen, dass sich der Brustkorb bei der Atmung weitet und staucht und sich somit die Laufzeit des Signals ändert.
Um durch eine Veränderung der Grundlinie der Herzstromkurve (Elektrokardiogramm-Baseline-Shift) einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen, kann der Atmungs-Sensor derart ausgebildet sein, um ein Elektrokardiogramm mittels dafür ausgebildeter Elektroden zu messen. Damit können die Bewegungen des Brustkorbes erfasst werden, da es im Rahmen der atmungsbedingten Bewegungen des Brustkorbs zu atemabhängigen Verschiebungen der Grundlinie des Elektrokardiogramms kommt.
Um durch atmungsabhängige Veränderungen der Herzfrequenz (respiratorische Arrhythmie) einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen, kann der Atmungs-Sensor derart ausgebildet sein, um ein Elektrokardiogramm oder den Puls zu messen. Hierdurch kann die Atmung detektiert werden, indem ausgenutzt wird, dass sich beim Einatmen die Frequenz des gemessenen Pulses erhöht und bei Ausatmen erniedrigt.
Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt umfasst das Sensorsystem zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei unterschiedliche Atmungs-Sensoren zum Erfassen von zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei unterschiedlichen spezifischen Messparametern der Atmung des Patienten. Dabei können die unterschiedlichen Atmungs-Sensoren ausgewählt sein, aus einer Kombination der oben beschriebenen Atmungs-Sensoren.
Nach einem besonders bevorzugten Aspekt ist der zumindest eine Herz-Kreislauf-Sensor derart ausgebildet ist, um

- durch eine Photoplethysmographie-Messung, und/oder
- durch eine Erschütterungsmessung, und/oder
- durch eine Ultraschallmessung
- durch eine Messung mittels Schwingkreis

Um durch eine Photoplethysmographie-Messung einen spezifischen Messparameter des Kreislaufs des Patienten zu messen, kann der Herz-Kreislauf-Sensor eine Lichtquelle und einen optischen Sensor umfassen. Dabei wird Licht von der Lichtquelle in das Gewebe des Patienten eingestrahlt und das transmittierte bzw. reflektierte Licht durch den optischen Sensor erfasst. Die erfasste Lichtintensität ermöglicht einen Rückschluss auf das sich im untersuchten Gewebe befindliche Blut und auf den Blutkreislauf des Patienten. Nachfolgend wird der Terminus Photoplethysmographie auch synonym für verwandte Verfahren wie Lichtreflexionsrheographie oder digitale Photoplethysmographie verwandt.
Um durch eine Erschütterungsmessung einen spezifischen Messparameter des Kreislaufs des Patienten zu messen, ist der Herz-Kreislauf-Sensor derart ausgebildet, um eine durch eine Pulswelle erzeugte Erschütterung in der Umgebung eines arteriellen Blutgefäßes zu erfassen. Bei herznaher Positionierung des Erschütterungssensors am Brustkorb können auch die Erschütterungen des Herzschlages direkt erfasst werden.
Um durch eine Ultraschallmessung einen spezifischen Messparameter des Kreislaufs des Patienten zu messen, ist der Herz-Kreislauf-Sensor derart ausgebildet, um mittels Ultraschall eine Änderung des arteriellen Gefäßdurchmessers in Form einer Zunahme des Gefäßdurchmessers bei Eintreffen der arteriellen Druckwelle zu erfassen oder um einen arteriellen oder venösen Blutfluss mit Hilfe des Doppler-Effektes zu erfassen. Bei einer Positionierung am Brustkorb können auch die Blutflüsse am Herzen oder herznahen Gefäßen direkt dargestellt werden.
Um durch eine Schwingkreis-Messung einen spezifischen Messparameter des Kreislaufs des Patienten zu messen, ist der Herz-Kreislauf-Sensor derart ausgebildet, um Herzschlag- und Puls-bedingte Spannungsschwankungen und Veränderungen der Resonanzfrequenz des Schwingkreises zu erfassen.
Nach einem vorteilhaften Aspekt umfasst das Sensorsystem zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei unterschiedliche Herz-Kreislauf-Sensoren zum Erfassen von zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei unterschiedlichen spezifischen Messparametern des Kreislaufs des Patienten. Dabei können die unterschiedlichen Herz-Kreislauf-Sensoren ausgewählt sein, aus einer Kombination der oben beschriebenen Herz-Kreislauf-Sensoren.
Nach einem weiteren vorteilhaften Aspekt ist der zumindest eine Blutdruck-Sensor derart ausgebildet, um

- durch Messung der Puls-Transit-Zeit
- durch eine Druckmessung, und/oder
- durch eine Pulswellenmessung/Pulskonturmessung

Dabei ist der Blutdruck-Sensor derart ausgebildet, sodass das Messen des spezifischen Messparameter des Blutdrucks des Patienten möglichst kontinuierlich erfolgt.
Um durch eine Messung der Puls-Transit-Zeit einen spezifischen Messparameter des Blutdrucks des Patienten zu messen, kann der Blutdruck-Sensor als Zeit-Messsystem ausgebildet sein, wobei dabei das Zeitintervall von der elektrischen Herzaktivität bis zum Eintreffen der Pulswelle in der Peripherie erfasst wird. Die Puls-Transit-Zeit kann für die Bestimmung des Blutdrucks genutzt werden.
Um durch eine Druckmessung einen spezifischen Messparameter des Blutdrucks des Patienten zu messen, ist der Blutdruck-Sensor beispielsweise als Blutdruckmanschette oder als ein dem menschlichen Körper anliegender Drucksensor in einem Armband/einer Uhr/einem Beinband/einem Fußband/einem Brustgurt ausgebildet.
Um durch eine Pulswellenmessung einen spezifischen Messparameter des Blutdrucks des Patienten zu messen, kann der Blutdruck-Sensor derart ausgebildet sein, um die Form einer arteriellen Pulswelle bzw. einer Photoplethysmographiekurve zu erfassen und über ein Pulskontur-Verfahren den Blutdruck des Patienten abzuleiten.
Nach einem besonders vorteilhaften Aspekt umfasst das Sensorsystem zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei unterschiedliche Blutdruck-Sensoren zum Erfassen von zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei unterschiedlichen spezifischen Messparametern des Blutdrucks des Patienten. Dabei können die unterschiedlichen Blutdruck-Sensoren ausgewählt sein, aus einer Kombination der oben beschriebenen Blutdruck-Sensoren.
Nach einem bevorzugten Aspekt ist das Sensorsystem derart ausgebildet, um um den Hals oder um den Brustkorb oder um das Handgelenk oder um den Arm oder um das Fußgelenk oder um das Bein tragbar zu sein. Dafür ist das Befestigungselement beispielsweise als Halskette, als Armband, als Uhr oder als Brustgurt ausgebildet. In der Ausbildung als Halskette umfasst die Halskette Kettenglieder und Kettenanhänger. Die Sensoren können dabei in den Kettengliedern und/oder in den Kettenanhängern angeordnet sein. In der Ausbildung als Armband und/oder Uhr sind die Sensoren an dem Armband bzw. der Uhr angeordnet.
Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt ist die Kommunikationsschnittstelle derart ausgebildet, um Daten über Funk, insbesondere WLAN und/oder Mobilfunk und/oder Bluetooth und/oder Low-Power-Wide-Area-Network, und/oder über Schall, insbesondere Ultraschall, und/oder Licht, insbesondere Infrarot-Licht, an ein Empfangsgerät zu senden.
Nach einem besonders bevorzugten Aspekt ist die Stromquelle derart ausgebildet, um kontaktlos aufgeladen zu werden. Dabei kann die Aufladung über Induktion erfolgen.
Nach einem besonders bevorzugten Aspekt ist die Stromquelle derart ausgebildet, sodass ein Batteriewechsel oder ein Wechsel eines Akkumulators im laufenden Betrieb möglich ist (Hot-Swap-Fähigkeit).
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zur automatischen Alarmierung von Klinikpersonal und/oder eines Rettungsdienstes und/oder Laienhelfern und/oder Passanten bei der Detektion eines Kreislaufstillstands umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

A) Bereitstellen eines Sensorsystems zum Tragen am menschlichen Körper eines Patienten zur Detektion eines Kreislaufstillstands gemäß der obigen Beschreibung; und
B) Automatisches Senden eines Alarms durch die Kommunikationsschnittstelle, im Fall einer Detektion eines Kreislaufstillstands, wobei das Senden des Alarms
- B1) an Klinikpersonal; und/oder
- B2) an einen Rettungsdienst; und/oder
- B3) an in der Nähe befindliche Laienhelfer; und/oder
- B4) an in der unmittelbaren Nähe befindliche optische und/oder akustische Alarmeinrichtungen
erfolgt.

Der Verfahrensschritt B3) kann insbesondere unter Nutzung der „Mobile Retter“ und/oder „Pulse Point“ Infrastruktur erfolgen.
Der Verfahrensschritt B4) dient dem Erwecken von Aufmerksamkeit Dritter.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 schematische Abbildung eines um den Brustkorb tragbaren, erfindungsgemäßen Sensorsystems; und
2 schematische Abbildung eines um den Hals tragbaren, erfindungsgemäßen Sensorsystems; und
3 schematische Abbildung eines als Armband und/oder Uhr tragbaren, erfindungsgemäßen Sensorsystems.

Das in 1 gezeigte erfindungsgemäße Sensorsystem 0 ist derart ausgebildet, um um den Brustkorb des Patienten tragbar zu sein. Dabei umfasst das Sensorsystem 0 ein Befestigungselement 1, welches als Brustgurt ausgebildet ist. An dem Befestigungselement 1 sind mehrere Atmungs-Sensoren, zum Erfassen von mehreren spezifischen Messparametern der Atmung des Patienten angeordnet.
Das beispielhafte Sensorsystem 0 umfasst dabei:

- einen Atmungs-Sensor 24, der derart ausgebildet ist, um durch eine Magnetfeldmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen. Um durch Magnetfeldmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen umfasst der gezeigte Atmungs-Sensor 24 einen Hall-Sensor 21a und mindestens einen Magneten 21b. Der Atmungs-Sensor 24 kann in alternativen Ausgestaltungen auch mehrere Magnete 21b umfassen. Der Hall-Sensor 21a und die Magnete 21b sind derart angeordnet, sodass es bei Atembewegungen des Patienten zu relativen Änderungen der Positionen der Magnete 21b in Bezug zu dem Hall-Sensor 21a kommt. Über die Detektion der Magnetfeldänderung können die Bewegungen des Brustkorbes erfasst werden;
- einen Atmungs-Sensor 24, der derart ausgebildet ist, um durch eine Akustikmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen. Um durch Akustikmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen umfasst der Atmungs-Sensor 24 zumindest ein Mikrofon 22, im gezeigten Beispiel zwei Mikrofone 22, welche die Atemgeräusche des Patienten erfassen. Hierdurch können Veränderung der Atmung sowohl quantitativ als auch qualitativ erfasst werden. Die Akustikmessung ermöglicht somit die Bestimmung der Atemfrequenz und des Atemstillstands;
- einen Atmungs-Sensor 24, der derart ausgebildet ist, um durch eine Impedanzmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen. Um durch Impedanzmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen umfasst der Atmungs-Sensor 24 zwei Elektroden 23a, 23b. Die Elektroden 23a, 23b sind derart am Brustkorb des Patienten angeordnet, um eine durch das Ein- und Ausatmen des Patienten bewirkte Veränderungen der elektrischen Impedanz des Brustkorbs des Patienten zu detektieren;
- einen Atmungs-Sensor 24, der derart ausgebildet ist, um durch eine Dehnungsmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen. Um durch Dehnungsmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen ist der Atmungs-Sensor 24 an dem Brustgurt 1 angeordnet und erfasst die Veränderung des Brustumfangs durch Längenänderungen oder Kraftänderungen des Gurtes beim Ein- und Ausatmen des Patienten; und
- einen Atmungs-Sensor 24, der derart ausgebildet ist, um durch eine Elektromyografie-Messung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen. Um durch Elektromyografie-Messung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen, umfasst der Atmungs-Sensor 24 zwei Elektroden 24a, 24b. Diese Elektroden können auch mit den Elektroden für eine Impedanzmessung 23a, 23b oder für eine Ableitung der Herzstromkurven kombiniert oder identisch mit diesen sein. Um durch eine Elektromyografie-Messung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen ist der Atmungs-Sensor 24 derart ausgebildet, um ein Elektromyogramm der Zwischenrippenmuskulatur und/oder der Zwerchfellmuskulatur zu messen und so die Atemaktivität zu erfassen.

An dem Befestigungselement 1 ist zudem ein Herz-Kreislauf-Sensor 25, zum Erfassen von einem spezifischen Messparameter des Herz-Kreislaufs des Patienten angeordnet.
Der Herz-Kreislauf-Sensor 25 ist dabei derart ausgebildet, um durch eine Photoplethysmographie-Messung einen spezifischen Messparameter des Kreislaufs des Patienten zu messen. Um durch eine Photoplethysmographie-Messung einen spezifischen Messparameter des Kreislaufs des Patienten zu messen umfasst der Herz-Kreislauf-Sensor 25 eine Lichtquelle 31a und einen optischen Sensor 31b. Dabei wird Licht von der Lichtquelle 31a in das Gewebe des Patienten eingestrahlt und das transmittierte bzw. reflektierte Licht durch den optischen Sensor 31b erfasst. Die erfasste Lichtintensität ermöglicht einen Rückschluss auf das sich im untersuchten Gewebe befindliche Blut und auf den Blutkreislauf des Patienten.
An dem Befestigungselement 1 ist zudem ein Blutdruck-Sensor 41, zum Erfassen eines spezifischen Messparameters des Blutdrucks des Patienten angeordnet. Der beispielhafte Blutdruck-Sensor 41 ist dabei derart ausgebildet, um durch eine Pulswellenmessung einen spezifischen Messparameter des Blutdrucks des Patienten zu messen. Um durch eine Pulswellenmessung einen spezifischen Messparameter des Blutdrucks des Patienten zu messen, ist der Blutdruck-Sensor 41 derart ausgebildet, um die Form einer arteriellen Pulswelle bzw. einer Photoplethysmographiekurve zu erfassen und über ein Pulskontur-Verfahren den Blutdruck des Patienten abzuleiten. Alternativ oder ergänzend ist der beispielhafte Blutdruck-Sensor 41 dabei derart ausgebildet, um den Blutdruck über die Bestimmung der Puls-Transit-Zeit zu ermitteln. Kommt bei der Bestimmung der Puls-Transit-Zeit ein Elektrokardiogramm als Zeitmarker für den zentralen Herzauswurf zum Einsatz, so können die Elektroden der Impedanzmessung und/oder des Elektromyogramms auch für die Ableitung der Herzstromkurven verwendet werden.
Weiterhin umfasst das Sensorsystem 0 eine Stromquelle 5 für die Sensoren 21a, 21b, 22, 23a, 23b, 24a, 24b, 24, 25, 31a, 31b, 41 sowie für die Recheneinheit 6 und die Kommunikationsschnittstelle 7. Dabei ist die Stromquelle 5 derart ausgebildet, um kontaktlos über Induktion aufgeladen zu werden und/oder einen Batteriewechsel im laufenden Betrieb zu ermöglichen (Hot-Swap-Fähigkeit).
Alle Sensoren 21a, 21b, 22, 23a, 23b, 24a, 24b, 24, 25, 31a, 31b, 41 sind derart ausgebildet, um kontinuierlich Messdaten zu erfassen und an die Recheneinheit 6 zur Verarbeitung der Messdaten für die Detektion eines Kreislaufstillstandes des Patienten zu übermitteln.
Das Sensorsystem 0 umfasst weiterhin eine Kommunikationsschnittstelle 7 zum Übertragen von Daten an ein Empfangsgerät. Die Kommunikationsschnittstelle 7 ist für das Übertragen von Daten an ein Empfangsgerät über Funk, insbesondere WLAN und/oder Mobilfunk und/oder Bluetooth und/oder Low-Power-Wide-Area-Network, und/oder über Schall, insbesondere Ultraschall, und/oder Licht, insbesondere Infrarot-Licht, ausgebildet.
Das in 2 gezeigte erfindungsgemäße Sensorsystem 0 ist derart ausgebildet, um um den Hals des Patienten tragbar zu sein. Dabei umfasst das Sensorsystem 0 ein Befestigungselement 1, welches als Halskette ausgebildet ist. Die Halskette kann Kettenglieder und einen Kettenanhänger umfassen. Die Sensoren sind dabei in den Kettengliedern und in dem Kettenanhänger angeordnet. Die Halskette kann in einer alternativen Ausgestaltung auch ausschließlich Kettenglieder umfassen, in welchen die Sensoren angeordnet sind.
An dem Befestigungselement 1 sind mehrere Atmungs-Sensoren, zum Erfassen von mehreren spezifischen Messparametern der Atmung des Patienten angeordnet.
Das beispielhafte Sensorsystem 0 umfasst dabei:

- einen Atmungs-Sensor 24, der derart ausgebildet ist, um durch eine Magnetfeldmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen. Um durch Magnetfeldmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen umfasst der gezeigte Atmungs-Sensor 24 einen Hall-Sensor 21a und einen Magneten 21b. Der Atmungs-Sensor 24 kann in alternativen Ausgestaltungen auch mehrere Magnete 21b umfassen. Der Hall-Sensor 21a und die Magnete 21b sind derart angeordnet, sodass es bei Atembewegungen des Patienten zu relativen Änderungen der Positionen der Magnete 21b in Bezug zu dem Hall-Sensor 21a kommt. Über die Detektion der Magnetfeldänderung können die Bewegungen des Brustkorbes erfasst werden.
- einen Atmungs-Sensor 24, der derart ausgebildet ist, um durch eine Akustikmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen. Um durch Akustikmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen umfasst der Atmungs-Sensor 24 ein Mikrofon 22, welches Atemgeräusche des Patienten erfasst. Der Atmungs-Sensor 24 kann in alternativen Ausgestaltungen auch mehrere Mikrofone 22 umfassen. Hierdurch können Veränderung der Atmung sowohl quantitativ als auch qualitativ erfasst werden. Die Akustikmessung ermöglicht somit die Bestimmung der Atemfrequenz und des Atemstillstands;
- einen Atmungs-Sensor 24, der derart ausgebildet ist, um durch eine Impedanzmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen. Um durch Impedanzmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen umfasst der Atmungs-Sensor 24 zwei Elektroden 23a, 23b. Die Elektroden 23a, 23b sind derart am Brustkorb des Patienten angeordnet, um eine durch das Ein- und Ausatmen des Patienten bewirkte Veränderungen der elektrischen Impedanz des Brustkorbs des Patienten zu detektieren;
- einen Atmungs-Sensor 24, der derart ausgebildet ist, um durch eine Elektromyografie-Messung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen. Um durch Elektromyografie-Messung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen umfasst der Atmungs-Sensor 24 zwei Elektroden 24a, 24b. Diese Elektroden können auch mit den Elektroden für eine Impedanzmessung 23a, 23b oder für eine Ableitung der Herzstromkurven kombiniert oder identisch mit diesen sein. Um durch eine Elektromyografie-Messung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen ist der Atmungs-Sensor 24 derart ausgebildet, um ein Elektromyogramm der Zwischenrippenmuskulatur und/oder der Zwerchfellmuskulatur zu messen und so die Atemaktivität zu erfassen.

An dem Befestigungselement 1 ist zudem ein Herz-Kreislauf-Sensor 25, zum Erfassen von einem spezifischen Messparameter des Herz-Kreislaufs des Patienten angeordnet. Der Herz-Kreislauf-Sensor 25 ist dabei derart ausgebildet, um durch eine Photoplethysmographie-Messung einen spezifischen Messparameter des Kreislaufs des Patienten zu messen. Um durch eine Photoplethysmographie-Messung einen spezifischen Messparameter des Kreislaufs des Patienten zu messen, umfasst der Herz-Kreislauf-Sensor 25 eine Lichtquelle 31a und einen optischen Sensor 31b. Dabei wird Licht von der Lichtquelle 31a in das Gewebe des Patienten eingestrahlt und das transmittierte bzw. reflektierte Licht durch den optischen Sensor 31b erfasst. Die erfasste Lichtintensität ermöglicht einen Rückschluss auf das sich im untersuchten Gewebe befindliche Blut und auf den Blutkreislauf des Patienten.
An dem Befestigungselement 1 ist zudem ein Blutdruck-Sensor 41, zum Erfassen eines spezifischen Messparameters des Blutdrucks des Patienten angeordnet. Der beispielhafte Blutdruck-Sensor 41 ist dabei derart ausgebildet, um durch eine Pulswellenmessung einen spezifischen Messparameter des Blutdrucks des Patienten zu messen. Um durch eine Pulswellenmessung einen spezifischen Messparameter des Blutdrucks des Patienten zu messen ist der Blutdruck-Sensor 41 derart ausgebildet, um die Form einer arteriellen Pulswelle bzw. einer Photoplethysmographiekurve zu erfassen und über ein Pulskontur-Verfahren den Blutdruck des Patienten abzuleiten. Alternativ oder ergänzend ist der beispielhafte Blutdruck-Sensor 41 dabei derart ausgebildet, um den Blutdruck über die Bestimmung der Puls-Transit-Zeit zu ermitteln. Kommt bei der Bestimmung der Puls-Transit-Zeit ein Elektrokardiogramm als Zeitmarker für den zentralen Herzauswurf zum Einsatz, so können die Elektroden der Impedanzmessung und/oder des Elektromyogramms auch für die Ableitung der Herzstromkurven verwendet werden.
Weiterhin umfasst das Sensorsystem 0 eine Stromquelle 5 für die Sensoren 21a, 21b, 23a, 23b, 24a, 24b, 24, 25, 31a, 31b, 41 sowie für die Recheneinheit 6 und die Kommunikationsschnittstelle 7. Dabei ist die Stromquelle 5 derart ausgebildet, um kontaktlos über Induktion aufgeladen zu werden und/oder einen Batteriewechsel im laufenden Betrieb zu ermöglichen (Hot-Swap-Fähigkeit).
Alle Sensoren 21a, 21b, 23a, 23b, 24a, 24b, 24, 25, 31a, 31b, 41 sind derart ausgebildet, um kontinuierlich Messdaten zu erfassen und an die Recheneinheit 6 zur Verarbeitung der Messdaten für die Detektion eines Kreislaufstillstandes des Patienten zu übermitteln.
Das Sensorsystem 0 umfasst weiterhin eine Kommunikationsschnittstelle 7 zum Übertragen von Daten an ein Empfangsgerät. Die Kommunikationsschnittstelle 7 ist für das Übertragen von Daten an ein Empfangsgerät über Funk, insbesondere WLAN und/oder Mobilfunk und/oder Bluetooth und/oder Low-Power-Wide-Area-Network, und/oder über Schall, insbesondere Ultraschall, und/oder Licht, insbesondere Infrarot-Licht, ausgebildet.
Das in 3 gezeigte erfindungsgemäße Sensorsystem 0 ist derart ausgebildet, um um die Arme und/oder Handgelenke und/oder Beine und/oder Fußgelenke des Patienten tragbar zu sein. Dabei umfasst das Sensorsystem 0 zwei Befestigungselemente 1, welche als Armband bzw. Uhrenband ausgebildet sind.
An den Befestigungselementen 1 sind Atmungs-Sensoren 24, zum Erfassen von mehreren spezifischen Messparametern der Atmung des Patienten angeordnet.
Das beispielhafte Sensorsystem 0 umfasst dabei:

- einen Atmungs-Sensor 24, der derart ausgebildet ist, um durch eine Laufzeitmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen. Um durch Laufzeitmessung einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen kann der Atmungs-Sensor einen Emitter 24c für ein elektrisches oder akustisches Signal und einen Receiver 24d für die Detektion des emittierten elektrischen oder akustischen Signal Signals umfassen. Emitter 24c und Receiver 24d können an zwei unterschiedlichen Armen des Patienten angeordnet sein, um über eine Messung der Laufzeit des elektrischen oder akustischen Signals durch den Brustkorb die Atemaktivität dadurch zu erfassen, dass sich der Brustkorb bei der Atmung weitet und staucht und sich somit die Laufzeit des Signals ändert. Eine Laufzeitmessung kommt bevorzugt bei einem Tragen der Sensorsysteme an den oberen Extremitäten zum Einsatz.
- einen Atmungs-Sensor 24, der derart ausgebildet ist, um durch eine Bestimmung der respiratorischen Arrhythmie einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen. Um durch Bestimmung der respiratorischen Arrhythmie einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen kann der Atmungs-Sensor zyklische Veränderungen der Pulsfrequenz in Form einer Pulsbeschleunigung bei Einatmung und Pulsverlangsamung bei Ausatmung erfassen. Die Bestimmung der respiratorischen Arrhythmie ermöglicht somit die Bestimmung der Atemfrequenz und des Atemstillstands;

An den Befestigungselementen 1 ist zudem ein Herz-Kreislauf-Sensor 25, zum Erfassen von einem spezifischen Messparameter des Herz-Kreislaufs des Patienten angeordnet. Der Herz-Kreislauf-Sensor 25 ist dabei derart ausgebildet, um durch eine Photoplethysmographie-Messung einen spezifischen Messparameter des Kreislaufs des Patienten zu messen. Um durch eine Photoplethysmographie-Messung einen spezifischen Messparameter des Kreislaufs des Patienten zu messen, umfasst der Herz-Kreislauf-Sensor 25 eine Lichtquelle 31a und einen optischen Sensor 31b. Dabei wird Licht von der Lichtquelle 31a in das Gewebe des Patienten eingestrahlt und das transmittierte bzw. reflektierte Licht durch den optischen Sensor 31b erfasst. Die erfasste Lichtintensität ermöglicht einen Rückschluss auf das sich im untersuchten Gewebe befindliche Blut und auf den Blutkreislauf des Patienten.
An den Befestigungselementen 1 ist zudem ein Blutdruck-Sensor 41, zum Erfassen eines spezifischen Messparameters des Blutdrucks des Patienten angeordnet. Der beispielhafte Blutdruck-Sensor 41 ist dabei derart ausgebildet, um durch eine Pulswellenmessung einen spezifischen Messparameter des Blutdrucks des Patienten zu messen. Um durch eine Pulswellenmessung einen spezifischen Messparameter des Blutdrucks des Patienten zu messen ist der Blutdruck-Sensor 41 derart ausgebildet, um die Form einer arteriellen Pulswelle bzw. einer Photoplethysmographiekurve zu erfassen und über ein Pulskontur-Verfahren den Blutdruck des Patienten abzuleiten. Alternativ oder ergänzend ist der beispielhafte Blutdruck-Sensor 41 dabei derart ausgebildet, um den Blutdruck über die Bestimmung der Puls-Transit-Zeit zu ermitteln.
Atmungs-Sensor, Herz-Kreislauf-Sensor und Blutdruck-Sensor müssen nicht zwingend auf beiden Seiten des Patienten redundant bzw. gleichzeitig betrieben werden.
Weiterhin sind an den Befestigungselementen 1 Stromquellen 5 für die Sensoren 24, 24c, 24d, 25, 31a, 31b, 41 sowie für die Recheneinheiten 6 und die Kommunikationsschnittstellen 7 angeordnet. Dabei sind die Stromquellen 5 derart ausgebildet, um kontaktlos über Induktion aufgeladen zu werden und/oder einen Batteriewechsel im laufenden Betrieb zu ermöglichen (Hot-Swap-Fähigkeit).
Alle Sensoren 24, 24c, 24d, 25, 31a, 31b, 41 sind derart ausgebildet, um kontinuierlich Messdaten zu erfassen und an die Recheneinheiten 6 zur Verarbeitung der Messdaten für die Detektion eines Kreislaufstillstandes des Patienten zu übermitteln.
Das Sensorsystem 0 umfasst weiterhin Kommunikationsschnittstellen 7 zum Übertragen von Daten an ein Empfangsgerät. Die Kommunikationsschnittstellen 7 sind für das Übertragen von Daten an ein Empfangsgerät über Funk, insbesondere WLAN und/oder Mobilfunk und/oder Bluetooth und/oder Low-Power-Wide-Area-Network, und/oder über Schall, insbesondere Ultraschall, und/oder Licht, insbesondere Infrarot-Licht, ausgebildet.

Claims

Sensorsystem (0) zum Tragen am menschlichen Körper eines Patienten zur automatischen Detektion eines Kreislaufstillstandes, umfassend zumindest ein Befestigungselement (1), an dem - zumindest ein Atmungs-Sensor (24), zum Erfassen zumindest eines spezifischen Messparameters der Atmung des Patienten; und - zumindest ein Herz-Kreislauf-Sensor (25), zum Erfassen zumindest eines spezifischen Messparameters des Herz-Kreislaufs des Patienten; und - zumindest ein Blutdruck-Sensor (41), zum Erfassen zumindest eines spezifischen Messparameters des Blutdrucks des Patienten angeordnet ist, wobei alle Sensoren (24, 25, 41) derart ausgebildet sind, um kontinuierlich Messdaten zu erfassen und an eine Recheneinheit (6) zur Verarbeitung der Messdaten für die Detektion eines Kreislaufstillstandes des Patienten zu übermitteln, und weiterhin umfassend eine Kommunikationsschnittstelle (7) zum Übertragen von Daten an ein Empfangsgerät, und weiterhin umfassend eine Stromquelle (5) für die Sensoren (24, 25, 41), die Recheneinheit (6) und die Kommunikationsschnittstelle (7).
Sensorsystem (0) nach Anspruch 1, wobei der zum indest eine Atmungs-Sensor (24) derart ausgebildet ist, um - durch eine Impedanzmessung, und/oder - durch eine Akustikmessung, und/oder - durch eine Beschleunigungsmessung, und/oder - durch eine Magnetfeldmessung, und/oder - durch eine Dehnungsmessung, und/oder - durch eine Elektroneurografie-Messung, und/oder - durch eine Elektromyografie-Messung, und/oder - durch eine Laufzeitmessung, und/oder - durch Veränderungen der Grundlinie der Herzstromkurve (Echokardiogramm-Baseline-Shift) und/oder - durch atmungsabhängige Veränderungen der Herzfrequenz (respiratorische Arrhythmie) einen spezifischen Messparameter der Atmung des Patienten zu messen.
Sensorsystem (0) nach Anspruch 2, umfassend zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei unterschiedliche Atmungs-Sensoren (24) zum Erfassen von zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei unterschiedlichen spezifischen Messparametern der Atmung des Patienten.
Sensorsystem (0) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zumindest eine Herz-Kreislauf-Sensor (25) derart ausgebildet ist, um - durch eine Photoplethysmographie-Messung, und/oder - durch eine Erschütterungsmessung, und/oder - durch eine Ultraschallmessung, und/oder - durch eine Messung mittels Schwingkreis einen spezifischen Messparameter des Kreislaufs des Patienten zu messen.
Sensorsystem (0) nach Anspruch 4, umfassend zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei unterschiedliche Herz-Kreislauf-Sensoren (25) zum Erfassen von zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei unterschiedlichen spezifischen Messparametern des Kreislaufs des Patienten.
Sensorsystem (0) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Blutdruck-Sensor (41) derart ausgebildet ist, um - durch eine Messung der Puls-Transit-Zeit - durch eine Druckmessung, und/oder - durch eine Pulswellenmessung/Pulskonturmessung einen spezifischen Messparameter des Blutdrucks des Patienten zu messen.
Sensorsystem (0) nach Anspruch 6, umfassend zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei unterschiedliche Blutdruck-Sensoren (41) zum Erfassen von zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei unterschiedlichen spezifischen Messparametern des Blutdrucks des Patienten.
Sensorsystem (0) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Sensorsystem (0) derart ausgebildet ist, um um den Hals oder um den Brustkorb oder um das Handgelenk oder um den Arm oder um das Fußgelenk oder um das Bein tragbar zu sein.
Sensorsystem (0) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kommunikationsschnittstelle (7) derart ausgebildet, um Daten über Funk, insbesondere über WLAN und/oder Mobilfunk und/oder Bluetooth und/oder Low-Power-Wide-Area-Network, und/oder über Schall, insbesondere Ultraschall, und/oder Licht, insbesondere Infrarot-Licht, an ein Empfangsgerät zu senden.
Sensorsystem (0) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Stromquelle (5) derart ausgebildet ist, um kontaktlos aufgeladen zu werden und/oder derart ausgebildet ist, sodass ein Batteriewechsel oder ein Wechsel eines Akkumulators im laufenden Betrieb möglich ist (Hot-Swap-Fähigkeit).
Sensorsystem (0) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Bewegungssensor, welcher derart ausgebildet ist, um die Bewegung des Patienten bzw. das Fehlen einer Bewegung bei einem Kreislaufstillstand zu erfassen.